超濾蛋白質脫鹽實驗

1. 用疏水層析法分離一種蛋白質類葯物的具體步驟

超濾是一種具有分子水平的薄膜過濾手段，超濾膜作為分離介質，以膜兩側的壓力差為推動力，將不同分子量的溶質進行選擇性分離。超濾過程一般是在常溫低壓下進行的，對分離熱敏性、保味性和易發生化學變化的物質最為適用。在生物合成葯物中主要用於大分子物質的分級分離和脫鹽濃縮，小分子物質的純化，醫葯生化制劑的去熱原處理等。
1除熱原
制劑中去除熱原一般是利用活性碳反復吸附，該方法勞動強度大、損耗大、得率低。超濾去除熱原的原理是使用小於熱原分子量的超濾膜攔截熱原，該方法已經得到美國食品與醫葯管理局認證，具有勞動強度小、產品得率高、產品質量好的優點。
上海第四制葯股份有限公司採用卷式超濾器小裝置，以截留分子量2萬的膜進行了硫酸（雙氫）鏈黴素葯除熱原試驗，試驗結果表明，採用超濾法代替傳統的活性炭吸附熱原，對於硫酸（雙氫）鏈黴素生產是可行的。上海福達制葯有限公司採用截留分子量1萬的磺化聚醚碸膜（SPES），進行黃芪注射液的除熱原超濾，再經活性炭吸附，使產品熱原合格率從原來的經常波動到目前的100%合格。上海天廚味精廠採用截留分子量為1萬的SPES超濾膜，對丙氨酸、谷氨酸、賴氨酸等氨基酸溶液除熱原，通過鱟試劑法測試結果，結果均為陰性。
由於葯液有效成分（如黃酮類、生物鹼類、總甙類等），其分子量都在1000以下。故對制葯制劑尤其是注射劑使用超濾除熱原是最適合的。空軍北京醫院葯局用超濾法制備了復方丹參、茵梔花、生脈3種復方中草葯注射液，所得超濾產品澄清度好，放置3個月後，無沉澱出現。用化學分析法對注射液中的鞣質、蛋白質、澱粉等項含量進行測定，結果顯示超濾過的產品中，上述雜質的含量均低於衛生標准，除雜質的效果很好。實驗證明，經超濾處理後的去熱原注射液並不會使原方有效成分損失。如復方丹參超濾品測得的281nm光密度值較高，薄層層析檢測出有原兒茶醛斑點，可見的斑點及其熒光點多且清晰。張英輝採用超濾法去除人參皂苷熱原，結果發現：超濾法可有效的去除熱原，又可有效的減少人參總皂苷的損失，該法簡便、可靠、效果好，可用於去除人參皂苷熱原。
北京中醫葯大學葯廠對比了活性碳和超濾兩種工藝，發現對清開靈注射液除熱原，兩種工藝均可行，但超濾法得到產品中：黃岑甙的含量高，產品顏色淺，微粒數量明顯少。利用超濾膜過濾川參通注射液、冠舒注射液、松梅樂注射液及大輸液中的熱原，實驗表明，葯液通過超濾後，熱原的截除率獲得滿意的結果，達到葯典的規定，去除熱原是可靠的。超濾不但可去除熱原，還能去除大於膜孔的高分子物質，提高注射液的澄明度和穩定性，而且超濾膜孔徑越小，脫色作用越明顯。
2小分子精製
對於抗生素類的小分子物質，其傳統的生產過程，要經過過濾、萃取、濃縮、結晶等工藝，存在過程冗長、收率低、能耗大等缺點，而且在精製過程中有微量大分子雜質殘留，如蛋白質、核酸、多醣等，這些雜質可能對人體產生副作用。利用超濾膜可以除去大分子雜質，簡化操作工藝。
青黴素是一種熱敏性物質，其活性單位受環境影響較大，溫度稍高或者處理時間延長均會導致活性單位降解。因此青黴素精製要求在15℃以下快速完成。目前青黴素精製過程中，需要加入十五烷基溴化吡啶作為破乳劑，而該破乳劑毒性大、價格昂貴，採用超濾工藝去除發酵副產品和殘留物以及一些可溶性蛋白質，無需加入破乳劑，而且過程簡單快捷。
超濾系統已應用於紅黴素、青黴素、頭孢菌素、四環素、林可黴素、慶大黴素、利福黴素等抗生素的過濾生產。美國Merck公司利用截留分子量為2.4萬的超濾膜過濾頭黴素發酵液，收率比鋪有助濾劑層的鼓式真空過濾機高出2%,達到98%,材料費用降低2/3,設備投資費用減少20%。另外利用超濾膜可有效地對頭孢菌素C發酵液進行加工處理，而不使膜堵塞或結垢，提高回收率，使得濃縮液中頭孢菌素C的濃度比原發酵液中的更高。韓少抑等利用超濾膜提純螺旋黴素，發現：截留分子量為5000的芳香聚醯胺超濾膜能去除蛋白等大分子雜質，起到納濾預處理作用。
維生素C是人體必需的一種營養成分，在醫學和營養學上有著廣泛的應用。目前，維生素C的生產方式主要有兩種：萊式法和兩步發酵法。其中兩步發酵法是我國科技人員首創的生產工藝，此工藝工程中常採用加熱沉澱法去除雜質，既耗能又造成有效成分古龍酸損失，收率也低。採用超濾膜系統代替加熱沉澱法去除發酵液中殘留的菌絲體、蛋白質和懸浮微粒等雜質，省去了預處理、加熱、離心等工序，既節約了能耗又提高了古龍酸的收率。
中葯中有效成分的分子量大多不超過1000，而無效成分如澱粉、多糖、蛋白質、樹脂等雜質的相對分子質量均在5萬以上。因此，用截留分子量適宜的超濾膜能夠很容易地將兩者分開。與傳統的化學分離方法相比較，膜分離的方法不僅效率高、操作簡便，而且成本低、經濟效益好，所以越來越多地被人們所採用。
3大分子精製
隨著生物技術的發展，大分子類葯物數量急劇增加，由於該類產品具有熱不穩定性，超濾的低溫快速過濾特性成為該類物質精製的重要方法。
利用截留分子量為2萬PS管式超濾膜系統濃縮植酸酶發酵液的實驗顯示，植酸酶的濃縮倍數可以達到6.53倍，濃縮收率為99.69%，截留率為99.93%。
利用PAN超濾膜從藏氂牛血中分離純化凝血酶的實驗顯示，所得凝血酶平均比活為38.24IU/mg，比傳統方法所得比活提高2倍。
利用超濾膜從豬血中純化SOD的方法有三個優點：①除去大量的小分子雜質；②濃縮SOD可節省隨後使SOD沉澱所需的溶劑；③能大大提高後續熱變性純化的效果，SOD總回收率達62%，比活性達5000U/mg。
在丙種球蛋白製品的生產過程中將超濾技術用於蛋白質的脫醇和濃縮。
將超濾技術用於人血白蛋白濃縮和脫醇。
採用超濾法濃縮分離免疫初乳中的抗體，以上這些應用都取得了良好濃縮效果。
用超濾法把高分子多糖類化合物單獨分離出來，制備具有特殊葯理作用的葯物，使中葯不同分子量組分用於不同的治療目的，達到葯物的綜合利用，是膜分離的重要功能。
選用截留分子量為5萬的PS超濾膜替代醇沉法處理板藍根水提液，實現了高效、節能。
利用CA超濾膜濃縮銀耳浸提液，其產品收率較常規濃縮方法提高了22.4%，同時縮短了濃縮時間。
採用超濾一滲濾法，改進香菇多糖的提取純化工藝，提高產品收率、降低生產成本。
用超濾法代替透析法去除海洋真菌多糖提取液中的小分子雜質，結果表明超濾法所得產品的得率和多糖含量都高於透析對照組，另外多糖中的色素大部分會被超濾膜吸附，這對提高粗品多糖含量是有利的。
中空纖維超濾膜可以有效提取六味地黃湯活性多糖，工藝簡單，生產周期短。
4膜蒸餾
膜蒸餾是利用疏水性微孔膜將兩種溫度不同的水溶液分隔開，在膜兩側水蒸氣壓力差的作用下，熱側的水蒸氣通過膜孔進入冷側，在冷側冷凝下來。膜蒸餾與常規蒸餾中的蒸發－傳送－冷凝過程相同。兩者都以氣－液平衡為基礎，都需要蒸發潛熱以實現相變。相對於常規分離過程，其優點是：①理論上100％分離離子、大分子、膠體、細胞及其他不揮發性物質；②操作溫度比傳統蒸餾過程低；③操作壓力比過程低；④對膜的機械性能要求低；⑤適於特種物質分離，而且可以分離極高濃度的物質，甚至可以產生結晶；⑥高效。將膜蒸餾用於熱敏性物質的濃縮，能很好地發揮其低溫濃縮的特性。青黴素作為抗生素應用於臨床已有50年歷史，一般採用溶媒萃取法提取，但提取過程復雜。利用直接接觸式膜蒸餾濃縮青黴素水溶液，濃縮過程比較穩定。益母草和赤芍是中醫臨床常用中葯，水蘇鹼和芍葯苷是兩者指標性成分，皆為水溶性，沸點比水高。將真空膜蒸餾法用於益母草與赤芍提取液的濃縮是可行的，具有效率高、耗能少、操作方便的優點，且有效成分的截留率為100%。

2. 如何利用透析法進行脫鹽濃縮蛋白

二、蛋白質的分離純化
蛋白質的分離純化方法很多，主要有：
（一）根據蛋白質溶解度不同的分離方法
1、蛋白質的鹽析
中性鹽對蛋白質的溶解度有顯著影響，一般在低鹽濃度下隨著鹽濃度升高，蛋白質的溶解度增加，此稱鹽溶；當鹽濃度繼續升高時，蛋白質的溶解度不同程度下降並先後析出，這種現象稱鹽析，將大量鹽加到蛋白質溶液中，高濃度的鹽離子（如硫酸銨的SO4和NH4)有很強的水化力，可奪取蛋白質分子的水化層，使之「失水」，於是蛋白質膠粒凝結並沉澱析出。鹽析時若溶液pH在蛋白質等電點則效果更好。由於各種蛋白質分子顆粒大小、親水程度不同，故鹽析所需的鹽濃度也不一樣，因此調節混合蛋白質溶液中的中性鹽濃度可使各種蛋白質分段沉澱。
影響鹽析的因素有：（1）溫度：除對溫度敏感的蛋白質在低溫（4度）操作外，一般可在室溫中進行。一般溫度低蛋白質溶介度降低。但有的蛋白質（如血紅蛋白、肌紅蛋白、清蛋白）在較高的溫度（25度）比0度時溶解度低，更容易鹽析。（2）pH值：大多數蛋白質在等電點時在濃鹽溶液中的溶介度最低。（3）蛋白質濃度：蛋白質濃度高時，欲分離的蛋白質常常夾雜著其他蛋白質地一起沉澱出來（共沉現象）。因此在鹽析前血清要加等量生理鹽水稀釋，使蛋白質含量在2.5-3.0%。
蛋白質鹽析常用的中性鹽，主要有硫酸銨、硫酸鎂、硫酸鈉、氯化鈉、磷酸鈉等。
其中應用最多的硫酸銨，它的優點是溫度系數小而溶解度大（25度時飽和溶液為4.1M，即767克/升；0度時飽和溶解度為3.9M，即676克/升），在這一溶解度范圍內，許多蛋白質和酶都可以鹽析出來；另外硫酸銨分段鹽析效果也比其他鹽好，不易引起蛋白質變性。硫酸銨溶液的pH常在4.5-5.5之間，當用其他pH值進行鹽析時，需用硫酸或氨水調節。
蛋白質在用鹽析沉澱分離後，需要將蛋白質中的鹽除去，常用的辦法是透析，即把蛋白質溶液裝入秀析袋內（常用的是玻璃紙），用緩沖液進行透析，並不斷的更換緩沖液，因透析所需時間較長，所以最好在低溫中進行。此外也可用葡萄糖凝膠G-25或G-50過柱的辦法除鹽，所用的時間就比較短。
2、等電點沉澱法
蛋白質在靜電狀態時顆粒之間的靜電斥力最小，因而溶解度也最小，各種蛋白質的等電點有差別，可利用調節溶液的pH達到某一蛋白質的等電點使之沉澱，但此法很少單獨使用，可與鹽析法結合用。
3、低溫有機溶劑沉澱法
用與水可混溶的有機溶劑，甲醇，乙醇或丙酮，可使多數蛋白質溶解度降低並析出，此法分辨力比鹽析高，但蛋白質較易變性，應在低溫下進行。
（二）根據蛋白質分子大小的差別的分離方法
1、透析與超濾
透析法是利用半透膜將分子大小不同的蛋白質分開。
超濾法是利用高壓力或離心力，強使水和其他小的溶質分子通過半透膜，而蛋白質留在膜上，可選擇不同孔徑的瀘膜截留不同分子量的蛋白質。
2、凝膠過濾法
也稱分子排阻層析或分子篩層析，這是根據分子大小分離蛋白質混合物最有效的方法之一。柱中最常用的填充材料是葡萄糖凝膠（Sephadex
ged）和瓊脂糖凝膠（agarose gel）。
（三）根據蛋白質帶電性質進行分離
蛋白質在不同pH環境中帶電性質和電荷數量不同，可將其分開。
1、電泳法
各種蛋白質在同一pH條件下，因分子量和電荷數量不同而在電場中的遷移率不同而得以分開。值得重視的是等電聚焦電泳，這是利用一種兩性電解質作為載體，電泳時兩性電解質形成一個由正極到負極逐漸增加的pH梯度，當帶一定電荷的蛋白質在其中泳動時，到達各自等電點的pH位置就停止，此法可用於分析和制備各種蛋白質。
2、離子交換層析法
離子交換劑有陽離子交換劑（如：羧甲基纖維素；CM-纖維素）和陰離子交換劑（二乙氨基乙基纖維素；DEAE?FONT
FACE="宋體"
LANG="ZH-CN">纖維素），當被分離的蛋白質溶液流經離子交換層析柱時，帶有與離子交換劑相反電荷的蛋白質被吸附在離子交換劑上，隨後用改變pH或離子強度辦法將吸附的蛋白質洗脫下來。（詳見層析技術章）
（四）根據配體特異性的分離方法－親和色譜法
親和層析法（aflinity
chromatography）是分離蛋白質的一種極為有效的方法，它經常只需經過一步處理即可使某種待提純的蛋白質從很復雜的蛋白質混合物中分離出來，而且純度很高。這種方法是根據某些蛋白質與另一種稱為配體(Ligand）的分子能特異而非共價地結合。其基本原理：蛋白質在組織或細胞中是以復雜的混合物形式存在，每種類型的細胞都含有上千種不同的蛋白質，因此蛋白質的分離（Separation），提純（Purification）
和鑒定（Characterization）是生物化學中的重要的一部分，至今還沒的單獨或一套現成的方法能移把任何一種蛋白質從復雜的混合蛋白質中提取出來，因此往往採取幾種方法聯合使用。
細胞的破碎
1、高速組織搗碎：將材料配成稀糊狀液，放置於筒內約1/3體積，蓋緊筒蓋，將調速器先撥至最慢處，開動開關後，逐步加速至所需速度。此法適用於動物內臟組織、植物肉質種子等。
2、玻璃勻漿器勻漿：先將剪碎的組織置於管中，再套入研桿來回研磨，上下移動，即可將細胞研碎，此法細胞破碎程度比高速組織搗碎機為高，適用於量少和動物臟器組織。
3、超聲波處理法：用一定功率的超聲波處理細胞懸液，使細胞急劇震盪破裂，此法多適用於微生物材料，用大腸桿菌制備各種酶，常選用50-100毫克菌體/毫升濃度，在1KG至10KG頻率下處理10-15分鍾，此法的缺點是在處理過程會產生大量的熱，應採取相應降溫措施。對超聲波敏感和核酸應慎用。
4、反復凍融法：將細胞在-20度以下冰凍，室溫融解，反復幾次，由於細胞內冰粒形成和剩餘細胞液的鹽濃度增高引起溶脹，使細胞結構破碎。
5、化學處理法：有些動物細胞，例如腫瘤細胞可採用十二烷基磺酸鈉（SDS）、去氧膽酸鈉等細胞膜破壞，細菌細胞壁較厚，可採用溶菌酶處理效果更好。

無論用哪一種方法破碎組織細胞，都會使細胞內蛋白質或核酸水解酶釋放到溶液中，使大分子生物降解，導致天然物質量的減少，加入二異丙基氟磷酸（DFP）可以抑制或減慢自溶作用；加入碘乙酸可以抑制那些活性中心需要有疏基的蛋白水解酶的活性，加入苯甲磺醯氟化物（PMSF）也能清除蛋白水解酥活力，但不是全部，還可通過選擇pH、溫度或離子強度等，使這些條件都要適合於目的物質的提取。
濃縮、乾燥及保存
一、樣品的濃縮
生物大分子在制備過程中由於過柱純化而樣品變得很稀，為了保存和鑒定的目的，往往需要進行濃縮。常用的濃縮方法的：
1、減壓加溫蒸發濃縮
通過降低液面壓力使液體沸點降低，減壓的真空度愈高，液體沸點降得愈低，蒸發愈快，此法適用於一些不耐熱的生物大分子的濃縮。
2、空氣流動蒸發濃縮
空氣的流動可使液體加速蒸發,鋪成薄層的溶液，表面不斷通過空氣流；或將生物大分子溶液裝入透析袋內置於冷室，用電扇對准吹風，使透過膜外的溶劑不沁蒸發，而達到濃縮目的，此法濃縮速度慢，不適於大量溶液的濃縮。
3、冰凍法
生物大分子在低溫結成冰，鹽類及生物大分子不進入冰內而留在液相中，操作時先將待濃縮的溶液冷卻使之變成固體，然後緩慢地融解，利用溶劑與溶質融點介點的差別而達到除去大部分溶劑的目的。如蛋白質和酶的鹽溶液用此法濃縮時，不含蛋白質和酶的純冰結晶浮於液面，蛋白質和酶則集中於下層溶液中，移去上層冰塊，可得蛋白質和酶的濃縮液。
4、吸收法
通過吸收劑直接收除去溶液中溶液分子使之濃縮。所用的吸收劑必需與溶液不起化學反應，對生物大分子不吸附，易與溶液分開。常用的吸收劑有聚乙二醇，聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝膠等，使用聚乙二醇吸收劑時，先將生物大分子溶液裝入半透膜的袋裡，外加聚乙二醇復蓋置於4度下，袋內溶劑滲出即被聚乙二醇迅速吸去，聚乙二醇被水飽和後要更換新的直至達到所需要的體積。
5、超濾法
超濾法是使用一種特別的薄膜對溶液中各種溶質分子進行選擇性過濾的方法，不液體在一定壓力下（氮氣壓或真空泵壓）通過膜時，溶劑和小分子透過，大分子受阻保留，這是近年來發展起來的新方法，最適於生物大分子尤其是蛋白質和酶的濃縮或脫鹽，並具有成本低，操作方便，條件溫和，能較好地保持生物大分子的活性，回收率高等優點。應用超濾法關鍵在於膜的選擇，不同類型和規格的膜，水的流速，分子量截止值（即大體上能被膜保留分子最小分子量值）等參數均不同，必須根據工作需要來選用。另外，超濾裝置形式，溶質成份及性質、溶液濃度等都對超濾效果的一定影響。Diaflo
超濾膜的分子量截留值：
膜名稱分子量截留值孔的大的平均直徑
XM－300300，000140
XM－200100，00055
XM－5050，00030
PM－30 30，00022
UM－2020，00018
PM－1010，00015
UM－21，00012
UM05500 10

用上面的超濾膜製成空心的纖維管，將很多根這樣的管攏成一束，管的兩端與低離子強度的緩沖液相連，使緩沖液不斷地在管中流動。然後將纖維管浸入待透析的蛋白質溶液中。當緩沖液流過纖維管時，則小分子很易透過膜而擴散，大分子則不能。這就是纖維過濾秀析法，由於透析面積增大，因而使透析時間縮短10倍。

3. 蛋白質的鹽析和透析在生產和科研中有用哪些具體的應用價值

1、鹽析、透析適合應用在科研和50L以下的生產規模。

2、大規模生產，成本高，周期長。鹽析需低溫放置過夜；鹽析後離心時間長；收集的沉澱通常比較臟，溶解後需要用膜過濾；透析時間長，或用超濾膜法脫鹽，能縮短時間。

其最主要的作用是就是從含有很多雜質的混合物溶液中分離不同的蛋白質，或著就是單純的分離蛋白。科研中一般用於分離暫時不知道性質的酶等。生產中可能主要用於生產酶等蛋白質時，可控制條件的沉澱，低成本分離蛋白。

(3)超濾蛋白質脫鹽實驗擴展閱讀：

向某些蛋白質溶液中加入某些無機鹽溶液後，可以降低蛋白質的溶解度，使蛋白質凝聚而從溶液中析出,這種作用叫作鹽析，是物理變化，可復原。向某些蛋白質溶液中加入某些重金屬鹽，可以使蛋白質性質發生改變而凝聚，進而從溶液中析出，這種作用叫作變性，性質改變，是化學反應，無法復原。

把動物脂肪或植物油與氫氧化鈉按一定比例放在皂化鍋內攪拌加熱，反應後形成的高級脂肪酸鈉、甘油、水形成混合物（膠體）。往鍋內加入食鹽顆粒，攪拌、靜置，使高級脂肪酸鈉與甘油、水分離，浮在液面。（該反應用以制肥皂）。

4. 【求助】超濾能否脫鹽和濃縮一步完成啊

昨天有個millipore的技術人員就是這樣說的~HarveyWang(站內聯系TA)本人主要是從發酵液中提取酶,文獻上一般的步驟是先用硫酸銨沉澱,然後透析,再用超濾濃縮,最後冷凍乾燥, 這要看你需要做多大的體積了。:) (1)硫酸銨沉澱法：我的觀點是，如果你1000 mL的發酵液的話，硫酸銨沉澱可以用，但是這浪費多少硫酸銨啊？！做學術研究可以，如果你的課題是計劃做提取酶的工藝和中試的話，這種硫酸銨沉澱並不有太大的實用性。 （2）超濾步驟的選用要看你的酶溶液有多大的體積。 如果發酵液的酶的量並不是很濃的話，例如50 mL 10 mg/L的酶量，用這種超濾膜會損失掉大部分你的目地酶，都粘到膜上去了，很難洗下來（稀的NaOH可以）。不能輕信某品牌銷售說的話，用用就知道了。如果你的濃縮液體積比較大，例如100-500 mL，酶的濃度也很高，這是可以用超濾膜的。 （3）對於小體積的脫鹽透析，透析袋很好用的。這里是指10 mL-100 mL。從操作方便性上看，這個在小型試驗中我最喜歡用。好簡單啊。。。。 自己頂一個,解答的詳細的有重獎!(金幣可以再加) （1）發酵液的酶蛋白濃度大約是多少，純度是多少？發個SDS-PAGE看看，註明上樣量。 （2）硫酸銨沉澱後和透析後可上離子交換，這可以濃縮10-1000倍，還可以有純化效果，然後再冷凍濃縮啊。HarveyWang(站內聯系TA)哈哈哈哈，回帖就有金幣拿:Ddaidai0124(站內聯系TA)本人現在只是小規模的提取酶,馬上要上發酵罐,需要大規模的提取酶液,不是做酶學性質,所以酶的純度要求不高,和工業用酶的純度差不多就可以了!希望大家推薦個適合工業化提取酶液的工藝,主要考慮成本問題.請版主幫忙在增加懸賞金幣20個lvgl158(站內聯系TA)起碼知道 它的分子量 才能知道是否可以用同一個膜 如果小於一萬可能就有點難度 可以先用少量的硫酸銨澄清 離心後 進行超濾 在超濾前 必須的保證液體 清澈hezhao999(站內聯系TA)體積的在200ml以上用超濾儀，200ml以下可以用超濾離心管，如果不知分子量選用1000的膜完全可以了，如果知道分子量，則選擇酶分子量1/5的超濾膜。zhaocy8903(站內聯系TA)多大規模的發酵 多大規模的發酵

5. 生物分離高手進

這寫起來復雜了....... 很多地方都有這樣的實驗步驟啊，我看了一下 下面這個，還可以
酶的分離簡單，就是麻煩，時間挺長的

酶的分離純化方法簡介
生物細胞產生的酶有兩類：一類由細胞內產生後分泌到細胞外進行作用的酶，稱為細胞外酶。這類酶大都是水解酶，如酶法生產葡萄糖所用的兩種澱粉酶，就是由枯草桿菌和根酶發酵過程中分泌的。這類酶一般含量較高，容易得到；另一類酶在細胞內產生後並不分泌到細胞外，而在細胞內起催化作用，稱為細胞內酶，如檸檬酸、肌苷酸、味精的發酵生產所進行的一系列化學反應，就是在多種酶催化下在細胞內進行的，在類酶在細胞內往往與細胞結構結合，有一定的分布區域，催化的反應具有一定的順序性，使許多反應能有條不紊地進行。
酶的來源多為生物細胞。生物細胞內產生的總的酶量雖然是很高的，但每一種酶的含量卻很低，如胰臟中期消化作用的水解酶種類很多，但各種酶的含量卻差別很大。
因此，在提取某一種酶時，首先應當根據需要，選擇含此酶最豐富的材料，如胰臟是提取胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、澱粉酶和脂酶的好材料。由於從動物內臟或植物果實中提取酶制劑受到原料的限制，如不能綜合利用，成本又很大。目前工業上大多採用培養微生物的方法來獲得大量的酶制劑。從微生物中來生產酶制劑的優點有很多，既不受氣候地理條件限制，而且動植物體內酶大都可以在微生物中找到，微生物繁殖快，產酶量又豐富，還可以通過選育菌種來提高產量，用廉價原料可以大量生產。
由於在生物組織中，除了我們所需要的某一種酶之外，往往還有許多其它酶和一般蛋白質以及其他雜質，因此為製取某酶制劑時，必須經過分純化的手續。
酶是具有催化活性的蛋白質，蛋白質很容易變性，所以在酶的提純過程中應避免用強酸強鹼，保持在較低的溫度下操作。在提純的過程中通過測定酶的催化活性可以比較容易跟蹤酶在分離提純過程中的去向。酶的催化活性又可以作為選擇分離純化方法和操作條件的指標，在整個酶的分離純化過程中的每一步驟，始終要測定酶的總活力和比活力，這樣才能知道經過某一步驟回收到多少酶，純度提高了多少，從而決定著一步驟的取捨。

酶的分離純化一般包括三個基本步驟：即抽提、純化、結晶或制劑。首先將所需的酶從原料中引入溶液，此時不可避免地夾帶著一些雜質，然後再將此酶從溶液中選擇性地分離出來，或者從此溶液中選擇性地除去雜質，然後製成純化的酶制劑。下面就酶的分離純化的常用方法作一綜合介紹：
一、預處理及固液分離技術
1.細胞破碎（cell disruption）
高壓均質器法：此法可用於破碎酵母菌、大腸菌、假單胞菌、桿菌甚至黑麴黴菌。將細胞懸浮液在高壓下通入一個孔徑可調的排放孔中，菌體從高壓環境轉到低壓環境，細胞就容易破碎。菌懸液一次通過均質器的細胞破碎率在12%-67%。細胞破碎率與細胞的種類有關。要達到90%以上的細胞破碎率，起碼要將菌懸液通過均質器兩次。最好是提高操作壓力，減少操作次數。但有人報道，當操作壓力達到175Mpa時，破碎率可達100%。當壓力超過70Mpa時，細胞破碎率上升較為緩慢。高壓均質器的閥門是影響細胞破碎率的重要因素。絲狀菌會堵塞均質器的閥門，尤其高濃度菌體時更是如此。在豐富培養基上比在合成培養基上生長的大腸菌更難破碎。
容菌酶處理法：蛋清中含有豐富的溶菌酶，價格便宜，常用來裂解細胞。具體做法是：溶壁微球菌(micrococcus lysodeikticus)43kg，置於0.5%的氯化鈉溶液中，使細胞濃度為5%（乾重），在35℃用0.68kg（乾重）的蛋清處理20min，得到的細胞碎片用相同體積的乙醇處理，用離心機將細胞碎片和胞內蛋白質除去，再將乙醇濃度提高到75%（體積分數），可以得到純度為5%的過氧化氫酶1500g。
2.離心
離心分離過程可分為離心過濾、離心沉澱、離心分離3種類型，所使用的設備有過濾式離心機、沉降式離心機和離心機。過濾式離心機的轉鼓壁上開有小孔，壁上有過濾介質，一般可用於處理懸浮固體顆粒較大、固體含量較高的場合。沉降式離心機用於分離固體濃度較低的固液分離，如發酵液中的菌體，用鹽析法或有機溶劑處理過的蛋白質等。分離機用於分離兩種互不相溶的、密度有微小差別的乳濁液或含微量固體微粒的乳濁液。
在生物領域採用的離心機系統，除了應具備離心機的一般要求外，還應滿足生物生產的技術要求，這包括滅菌、冷卻、密封，以保證產品不受污染並不污染環境。現代哦離心機裝置包括以下三個步驟，並進行程序控制：離心、離心系統的滅菌及就地清洗。如阿法-拉伐公司離心機產品的裝置，具有雙重軸向密封，密封由裝在轉筒主軸上下的碳化硅動環和固定環組成，密封由水連續冷卻和潤滑，可防止產品被污染，也可防止生產過程中排出的廢物對環境的污染。該離心機又如一個密閉的壓力容器，可在121℃溫度下進行蒸汽滅菌，該離心設備設有環繞離心機轉筒的冷卻夾套，對懸浮液和濃縮的固體都能進行充分的冷卻，並能有效地控制溫度，這對於生物製品是非常重要的。如BTPX205型離心機可用於細胞收集、培養液的凈化和細胞碎片的分離，可用於疫苗、酶制劑等的提取。該機的其他輔助系統及控制系統也較為完善，如設有壓力指示器、力量計、溫度感測器和液面感測器。
3.膜分離技術
在蛋白質純化過程中主要用到的膜分離技術多為超濾。在靜壓作用下降溶液通過孔徑非常小的濾膜，使溶液中分子量較小的溶質透過薄膜，而大分子被截留於膜表面。大多數超濾膜是由一層非常薄的功能膜與較厚的支撐膜結合在一起而組成的。功能膜決定了膜的孔徑，而支撐膜提供機械強度以抵抗靜壓力。超濾濃縮的優點是：操作條件溫和，無相變化，對生物活性物質沒有破壞。
超濾系統主要由料液貯罐、泵、超濾器、透過液收集罐組成，料液經泵打入超濾器，水及低分子量物質排出超濾器外，被濃縮的料液在料液貯罐、泵、及超濾器中循環。當料液濃縮至一定的倍數後即可作為進一步處理的濃縮料液。
超濾應用於蛋白質類物質的濃縮和脫鹽過程中時應注意以下問題：第一，在超濾循環過程中，由於泵和葉輪與料液的摩擦放熱作用，料液的溫度會逐漸升高，會造成蛋白質分子的損失。因此，料液貯罐應加冷卻系統，並安裝自動測溫及控制系統。第二，某些酶的輔助因子散失為問題：一些酶含有輔助因子，其分子量小，超濾時易從透過液中排除掉，因而在超濾前或超濾後要添加一定濃度的的輔助因子。
還可將超濾與親和層析相結合以提高分離純度。其工作原理是：當溶液中欲被分離的蛋白質不受阻礙地通過超濾膜的孔隙時，如果在膜的一側結合著親和配基，該蛋白質就會與配基結合因而結聚在膜的這一側。不與配基結合的其他物質就將穿過孔而被帶走。再用適宜的洗脫劑將該蛋白質洗脫下來，洗脫液用於進一步的分離純化。
4.泡沫分離
原理：將氣體通入含多種組分的溶液中，由於這些組分的表面活性由差異，因此在溶液的表面，某些組分將形成泡沫，泡沫的穩定性取決於操作條件及溶液的生物學特性。泡沫中含有更多的表面活性成分，故泡沫的組分種類及其含量與溶液中的不相同。這樣，溶液中的組分舅得以分離。
蛋白質較易吸附與氣液界面，這有利於其結構的穩定。泡沫分離過程是：蛋白質從主體溶液中擴散到氣液界面，該過程可能是可逆的也可能是不可逆的；分子發生重排，一般認為在空氣-水界面會形成兩種類型的膜，一種是稀膜，另一種是濃膜，可能會發生由多個分子聚集在一起的現象。在氣液界面形成的蛋白質膜可以是單層的也可以是多層的。膜的類型取決於主體溶液及氣液界面上蛋白質的特性、結構和濃度。
泡沫分離的目的，一方面提高酶蛋白的富集率（泡沫中蛋白質的濃度/最初溶液中蛋白質濃度），另一方面提高酶蛋白的提取率（泡沫中蛋白質的提取率/最初的蛋白質質量），或使多組分混合物中某一組分的分配系數最大。

二、抽提
沉澱
1. 鹽析
常用的鹽析劑是硫酸銨，其溶解度大、價格便宜。硫酸銨沉澱蛋白質的能力很強，其飽和溶液能使大多數的蛋白質沉澱下來。對酶沒有破壞作用。
pH的控制：應從酶的溶解度與穩定性兩個方面考慮，在酶等電點時其溶解度最小易沉澱，但有些酶再等電點時穩定性較差，因此要選擇最佳pH值.一般要求在酶最穩定的pH值的前提下再考慮最適宜酶沉澱的pH值。在操作中一旦確定最佳pH值後，在添加硫酸銨之前甲酸或鹼調節好酶液的pH值，要盡量避免溶液pH值的波動以免破壞酶的穩定性。在添加硫酸銨時要注意攪拌，並注意硫酸銨的加入速度，一般是由少到多，緩慢加入，硫酸銨盡可能磨成細粉。
溫度的控制：有些酶在較高溫度下穩定性能較好，可在常溫下進行鹽析操作，而對於大多數酶，盡可能在低溫下操作。
酶液的凈置：加完硫酸銨後，酶液要靜置一段時間，使酶蛋白完全沉澱下來，酶靜置後，就不要再加以攪拌。
2．有機溶劑沉澱
有機溶劑選擇：可用於酶蛋白沉澱的有機溶劑包括醇類物質等，如甲醇、乙醇、異丙醇。乙醇的親水性能較好，可防止蛋白質的變性，酶蛋白在其中的溶解度也較低。
有機溶劑沉澱操作：有機溶劑一般都使蛋白質變性，當溫度較高時變性蛋白質分子就會變成永久失活。因此用有機溶劑處理時最好在0℃以下進行。用有機溶劑沉澱得到的酶蛋白不要放置過久，要盡快加水溶解。
3.聚合物絮凝劑沉澱
聚合物絮凝劑，如葡聚糖和聚乙二醇，與酶分子爭奪水分子，具有脫水作用使酶沉澱。聚乙二醇作為一種沉澱劑的優點是在水溶液中，其濃度可達到50%，濃度為6%-12%的蛋白質大都可以沉澱下來。這種試劑不需要低溫操作，而且對蛋白質的穩定還有一定的保護作用。聚乙二醇不會被吸附，故在離子交換吸附前不必去除。
4．用金屬離子和絡合物沉澱
酶和其他蛋白質都會形成金屬鹽，其溶解度較低。用金屬離子沉澱的缺點是酶與金屬離子相互作用後，可逆變化較差，尤其是用巰基衍生物，它結合的]金屬離子會催化酶變性而失活。
5．用特殊試劑沉澱法
用鏈黴素可選擇性去除核酸，從而使胞內酶沉澱出來。鏈黴素鹽（濃度為0.5-1.0mg/mg蛋白質）對於選擇性沉澱核酸的效果比錳離子還要好，酶不易失活。
6．親和沉澱
將親和反應的高度選擇性、低處理量特性與沉澱操作的大處理量、地選擇性有機結合形成了親和沉澱技術。將配基與可溶性載體偶聯後形成載體-配基復合物，該復合物與生物分子結合後在一定條件下可以沉澱出來。
配基-載體復合物可以選擇性地與蛋白質結合，溶液中的pH值、離子強度及蛋白質濃度等條件對親和結合的影響力並不大，只有競爭性的配基會降低產物與原配基的親和結合力，甚至使親和結合發生逆轉。
引導產生沉澱的方法有：離子交聯；加入帶相反電荷的聚合物；加入帶相反電荷的疏水基團；改變pH值，誘導產生疏水沉澱；溫度誘導產生沉澱。
親和結合：將親和配基加入到含有目的物蛋白質的溶液中，調節好有關沉澱的條件，使之有利於親和結合。
洗滌：為經過處理的粗製液中發生親和沉澱可能會發生非特異性結合，尤其是使用帶電的聚合物，離子交換的效應將使其他蛋白質共同沉澱，因此在分離目的物之前要洗滌沉澱物。其做法是：加入適當的清洗劑重新溶解沉澱，再沉澱；或在專一性洗脫之前，徹底清洗沉澱。在上述過程中要始終保持目的蛋白質與配基處於親和結合狀態。
配基-載體復合物與目的蛋白質的分離：分離結束之後，要確保回收目的蛋白質和配基-載體復合物，目的蛋白質要達到一定的純度，回收率要高。

6. 蛋白質脫鹽有哪些方法

常用的脫鹽方法有透析法、電透析法和凝膠過濾法。透析法及電透析法耗時長，樣品稀釋度大，不易放大進行大規模生產，所以工業生產中應用較少。凝膠過濾層析脫鹽過程中鹽分子和蛋白質分子大小差異巨大，蛋白質溶液中小分子的鹽分子隨著層析流動相進入孔徑較小的固定相，使其在層析中的遷移速率小，而蛋白質因分子尺寸較大，不能隨流動相進入固定相中，因此在層析柱中的遷移速率大，首先從層析術中流出，實現脫鹽。
用凝膠過濾法脫鹽時，為了使鹽同蛋白質充分地分離，除了應選用足夠長的層析柱之外，還應對樣品的體積加以限制。樣品的體積如果過大就導致蛋白質帶同鹽帶不能分開。一般來就，樣品體積不超過床體積的30%。這一數據的確定是根據鹽和蛋白質的分離體積（Vsep）決定的。兩種物質分離體積的定義為，當兩種物質的混合物在凝膠過濾層析柱上能夠完全分離時的最小體積。